Способ выплавки стали в подовой печи

пе чах. Цел ьудельного ра снижениеи повышехода топлива тельности пе подовой печ топливокисло ние произв чи. При выпи, оснащенродными лавке сталиной сводовымигорелкамн, с довые горелО, 15-0) 25 ючают ома и сле завалки с новременно отключ т торцовы 0,3-0,5 м овые горел овых горе только св газы отв ловки, а о ивки и о ятс ри орелкиорцону изабл. говок. 2 ил вых я к черной меиспольэ овано Изобретение относи лургии и может быт в подовых агрегатеновских печах. ыплавке стал ст иост и зоб ете хода т ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ ИЗОБР(56) Авторское свидетельство СССРР 667593, кл. С 21 С 5/04, 1977.(54) СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ В ПОДОВОИПЕЧИ(57) Изобретение относится к чернойметаллургии и может бьгть использовано при выплавке стали в подовых агрегатах, в частности в мартеновских тах, в ча марЦель и р ния - снижение у ьного рас оплива и повышение производительности печи,На фиг, 1 показана схема подачи топлива и двухстороннего отвода дымовых газов на мартеновской печи в период после завалки 0,15-0,25 всей массы лома до запивки О, 3-0,5 всей массы чугуна включительно; на фиг,2 - схема подачи топлива, вентиляторного воздуха и отвода дымовых газов в остальные периоды ппавки (работают только торцовые горелки и дымовые газы отводят на одну сторону) .В рабочем пространстве 1 мартеновской печи устанавливают две торчугуна отключают свод включают одну из торц причем при отоплении ми горелками дымовых через обе торцовые го отоплении с помощью т газы отводятся через цовые гаэомаэутные горелки 2(по одной на каждую головку печи) ипять сводовых подвижных гаэокислородных горелок 3, расположенных по осисвода в проеме каждого рабочего окна.Продувка ванны кислородом осуществляется с помощью трех кислородных фурм4. Мартеновская печь имеет вертикальные каналы 5, шлаковики 6, регенера"торы 7, отводные 8 и общий 9 борова,отсечные шиберы 10, Дпя подачи вентиляторного воздуха используются вентилятор 11, воздухопроводы 12 и регулирующие клапаны 13. Отсечные шиберы10 и регулирукщие клапаны 13 с каждойстороны печи имеют индивидуапьныеэлектроприводы, управление которымии подачей топлива на торцовые горелкиосуществляется в автоматическом режи. 1629320ме или сталеваром с пульта печи в ручном режиме.Способ осуществляют следующим образом.Во время заправки печи и завалки 0,15-0,25 всей массы лома отопление печи осуществляют с помощью только торцовых головок в автоматическом режиме управления (с изменением направ- О ления подачи через каждые 5-7 мин) подачей топлива, отсечными шиберами 10 отводных боровов 8 и регулирукщими клапанами 13. В этот период осуществляется односторонний отвод Дымовых газов с подачей вентиляторного воздуха в рабочее пространство печи. В ка-. честве топлива в торцовых горелках используется мазут и природный газ,После завалки 0,15-0,25 всей массы лома (к этому моменту лом покрывает всю поверхность подины) переходят на ручное управление подачей топлива на торцовые горелки отсечными шиберами 1 О и регулирующими клапана ми 13. При этом включают сводовые топливокислородные горелки и переходят на двухсторонний отвод дымовых газов за счет открытия обоих шиберов 10 с одновременным отключением торцовых го релок 2, Клапаны 13 закрывают, а вентилятор 11 отключают. Сводовые горелки 3, расположенные в пяти зонах по длине рабочего пространства, опускают до 1,5-2,0 м до поверхности лома. В35 качестве топлива в сводовых горелках используют природный газ, Расход природного газа в факелах сводовых горелок каждойзоны уменьшают в направлении от центральной к крайним зоцам, Степень открытия обоих шиберов 10 регулируюг по ходу нагрева лома по давлению газов в рабочем пространстве, обеспечивая поддержание нулевого давления газов на уровне порогов рабочих . окон, что обеспечивает минимальные подсосы атмосферного воздуха в печь и минимальные выбросы запыленных газов через рабочие окна в цех, Затем продолжают завалку лома и нагрев его осуществляют в таком режиме включительно до окончания прогрева шихты и заливки 03-057 всей массы чугуна, после чего сводовые горелки отключают, одновременно включают торцовые горелки и переходят на односторонний отвод дымовых газов. При этом переходят с ручного на автоматическое управление подачей топлива на торцовые горелки отсечными шиберами 10 и регулирующими клапанами 13. Одновременно опускают кислородные фурмы и осуществляют продувку металла кислородом. Весь процесс плавления и дав водки осуществляют в обычном режиме ,с продувкой металла кислородом и пог,ачей топлива через торцовые горелкипри одностороннем отводе дымовых газов.Включение сводовых; топливокислородных горелок после завапки О,5- 0,25 всей массы лома, и переход на двухсторонний отвод дымовых газов с одновременным отключением торцовых горелок иработа печи в такам режиме на протяжении длительности завалки оставшейся массы лома, всей длительнос. ти прогрева лома и заливки 0,3-0,5 всей массы чугуна обеспечивает повышение эффективности нагрева лома.При работе галька сводовых горелок и двухстороннем отводе дымовых газов не происходит разбавление факелов сводовых горелок вентиляторным воздухом. Это обеспечивает поддержание высокой температуры факелов, При этом также исключается потеря кинетической энергии факелов сводсвых горелок, имевшая место при выплавке стали по известному способу, из-за взаимодействия факелов торцовых и сводовых горелок что обеспечивает высокую ско;рость факелов сводовых горелок. Высокоскоростные факелы сводовых горелок пронизывают слой лома на всю егоглубину, обеспечивая интенсивный конвективный теплообмен и возможность быстрого нагрева лома до значенийсреднемассовой температуры 12001300 С, оптимальных для мартеновскойтехнологии выплавки стали, Повышение эффективности нагрева лома позволяет снизить удельный расход топлива на выплавку стали (суммарный удельиныи расход топлива на сводовые и торцовые горелки) и уменьшить длительность плавки, а следовательно, увеличить производительность печи,Оптимальность выбранных параметров подтверждается исследованиями, проведенными на мартеновской печи. Мартеновская печь садкой 450 т, выплавляющая углеродистые и легированные марки стали, оборудована дополнительно пятью подвижными сводовыми газокислородными горелками, расположенными по оси свода в проеме каждого рабочеготельности нагрева лома с помощью сводовых горелок на оптимальном уровне,Отключение сводовых горелок прн заливке менее 0,3 всей массы чугуна,когда еще большая часть поверхностилома не перекрывается жидким чугуном,ке дает эффекта иэ-за малой длительности нагрева лома с помощью сводовых горелок, При этом расход топливаповышается и снижается производительность печи (опыт 5), После э:ливкиболее 0,5 всей массы чугуна нагрев об.разовавшейся жидкой ванны с помощьюсводовых газокислородных факелов малоэффективен иэ-эа низкой степеничерноты газокислородных факелов иприводит к увеличению топлива и снижению производительности печи (опыт 20 8).Включение торцовых горелок и переход на односторонний отвод дымовыхгазов после отключения сводовь 1 х горелок обеспечивают эффективный нагреврасплава с помощью газомазутных факелов, имеющих высокую степень черноты,а следовательнЬ, и высокий коэффициент теплоотдачи излучением, При этомн ас адкн ре ге нер ато ро в, хорошо н агретые за время работы сводовых горелокпри двухстороннем отводе дымовых газов, обеспечивают высокую температурунагрева вентиляторного воздуха, чтонеобходимо для сжигания топлива торцовых горелок и дожигания СО, абра"зующегося прн продувке ванны кислородом, и обеспечивает повышение эффективности нагрева расплава, Это приводит к снижению расхода топлива иувеличению производительности печи,Рассредоточение Факелов сводовыхгорелок по длине рабочего пространства на пять зон обеспечивает более. равномерный по сравнению с прототипомнагрев всей массы лома, Повышаетсяэффективность нагрева лома, так,как 5 162окна, Отсечные шиберы обоих отводныхборовов и регулирующие, клапаны дляподачи вентиляторного воздуха в регенераторы оснащают индивидуальнымиприводами, чтог позволяет в зависи"мостй от режима работы печи осущест влять односторонний или двухстороннийотвод дымовых газов из рабочего пространства печи и включать или выключать вентиляторный воздух, В качестве топлива в торцовых горелках используют природный газ и мазут, а всводовых горелках - природный газ.Разводка энергоносителей на сводовыегорелки позволяет регулировать расход природного газа и кислорода отдельно на каждую сводовую горелку,Результаты исследований представлены в таблице,Включение сводовых горелок и переход на двухсторонний отвод дымовыхгазов с одновременным отключениемторцовых горелок после завалкн 0,150,25 всей массы лома обеспечивают минимальный удельный расход топлива имаксимальную производительность печи (опыты 2, 3), Объясняется это тем,что при завалке 0,15-0,25 всей мас.сылома он перекрывает всю поверхностьподины и Факелы всех сводовых горелок эффективно нагревают его по всейповерхности, При завалке лома О, 5всей его массы лом еще не перекрывает всю поверхность поднны, поэтомуфакелы горелок, в зоне которых ещенет лома, не участвуют в прямом теплообмене с ломом, что ухудшает эффективность нагрева лома, увеличиваетудельный расход топлива и снижает про.иэводительность печи (опыт 1), Привключении сводовых горелок после зй валки более 0,25 всей массы лома эффективность его нагрева также снижается, что вызвано уменьшением общейдлительности работы сводовых горелок,обеспечивающих по сравнению с торцовыми горелками более эффективный нагрев лома. Это приводит к увеличениюудельного расхода топлива и снижаетпроизводительность печи (опыт 4).Отключение сводовых горелок с одновременным включением торцовых горелок и переходом на односторонний отводдымовых газов после заливки 0,3- 50,5 всей массы чугуна обеспечиваетснижение удельного расхода топливаи повышение производительности печи(опыты 6, 7) за счет поддержания длиувеличивается площадь контакта факелов горелок с ломом. Кроме того, уст" ранение локальных перегревов исключает выбросы металла при заливке чугуна.В связи с тем, что во время работы сводовых горелок дымовые газы отводятся на обе головки печи одновременно, продукты горения факелов центральной зоны, поступая по направлению движения дымовых газов в соседние с ней зоны Факелов (влево и впра", во), участвуют также в нагреве ломав крайних зонах, тем самым, в сосед-ние с центральным факелы требуется подавать меньше топлива. Это же относится и к крайним факелам. Кроме- того, большая часть лома заваливает 5 ся через центральное. окно, в крайние окна э ав алив ает ся меньше лома, поэтому подача увеличенного расхода топлива на центральные зоны также повышает эффективность нагрева лома. Все это обеспечивает снижение удельного расхода топлива и увеличивает производительность печи.При м е р. При выплавке в мартенов ской печи садкой 450 т, оборудованной пятью сводовыми горелками, стали марки Ст. 45,(содержание углерода на выпуске 0,42-0,48%) во время заправки печи и начала эавалки лома работают торцо . вые газомаэутные горелки, и дымовые газы отводятся на одну головку печи с подачей вентиляторного воздуха в рабочее пространство. На горелки подают 3,5 тыс. м/ч природного газа и 25 300-500 кг/ч мазута, Управление подачей топлива, вентиляторного воздуха и отводом дымовых газов 1 автоматическое с изменением направления подачи через 5-7 мин. 30 После завалки 40 т лома (0,20 всеймассы лома) включают сводовые горел ки и переходят на двухсторонний отводдымовых газов с одновременным отключением торцовых горелок. Управление 35подачей топлива и отводом дымовых газов переводят при этом с автоматического на ручное. Шиберы 10 обоих отводных боровов 8 открывают клапаны 13закрывают и вентилятор 11 выключают.Степень открытия шиберов 1 О в процессе нагрева лома с помощью сводовыхгорелок регулируют, таким образом,что давление газов на уровне пороговрабочих окон близко к нулю, Сводовые45горелки устанавливают на 1,5 м отповерхности лома. Расход природногогаза на сводрвые горелки устанавАивают в следующем соотношении (м /ч):8001130012000;1300;900, т,е. 0,45:ф 0,65:1:0,65 0,45. Расход кислорода устанавливают из расчета поддержания стехиометрического соотношения сприродным газом. В таком режиме работы печи осуществляют нагрев лома в те 55чение периода завалки оставшейся массы лома его прогрева и периода залив, ки 0,4 всей массы чугуна,После заливки 100 т чугуна (0,4 всей массы чугуна) свободные горелки отключают с одновременным включением торцовых горелок и переходом на односторонний отвод дымовых газов. Для этого переходит с ручного на автоматический режим управления. Одновременно опускают три кислородных фурмы и осуществляют продувку металла кислородом с интенсивностью 4500 м/ч. Сводовые горелки после отключения на них природного газа и кислорода выводят из рабочего пространства. Плавление и доводку проводят в таком режиме работы печи (отопление торцовыми факелами и односторонний отвод дымовых газов с подачей в рабочее пространство вентиляторного воздуха). После достижения содержания углерода в металле 0,45% и температуры металла 1620 фС продувку металла кислородом . прекращают, производят раскисление металла в печи и выпускают его в ковш. Удельный расход топлива при выплавке стали марки Ст.45 68,9 кг/т при производительности печи 70,1 т/ч.Применение предлагаемого способа выплавки стали обеспечивает повьппение эффективности нагрева лома и расплава и за счет этого обеспечиваетснижение удельного расхода. топлива навыплавку стали на 22,3-23,2 кг/т иувеличение производительности печина 14,5 - 15,5 т/ч,Формула изобретенияСпособ выплавки стали в подовой печи, включающий завалку лома, заливку чугуна, нагрев и расплавление факелами торцовых и сводовых топпивокислородных горелок, рассредоточеньпх вдоль рабочего пространства, отвод дымовых газов через торцовые головки, уменьшение расхода топлива подаваемого в сводовые горелки по направлению отвода газов, о т л и - чающийсятем, что, сцелью снижения удельного расхода топпива, повышение производительности печи, сводовые топливокислородные горелки включают после завалки 0,15-0,25 массы лома и одновременно отключают торцовые горелки, а после заливки .0,3-0,5 массы чугуна сводовые горелки отключают и включают одну из торцовых горелок, при этом при нагреве сводовыми горелками дымовые газы1629320 О зы отводят через одну.из торцовых головок,отводят через обе торцовые головки, а при нагреве торцовой горелкой га 1 Доля массычугуна, прикоторой выключают своПроизводиУдельныйрасходтоплива Опыт тель- ность печи,на выплавку с тали,кг/т т/ч 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Доля массы лома, при которойвключают сводовые горелки надвухстороннийотвод дымовыхгазов 0,10 0,15 0,25 0,30 0,20 0,20 0,20 0,20 довые горелки и переходят на односторонний отвод дымовыхгазов 0,4 0,4 0,40,40,2 0,3 0,5 0,6 Известный способ 82,0 68,2 69,0 80,2 79,7 68, 1 68,9 80,5 91,3 60,8 70,0 70,8 61,2 62,1 70,4 70,2 61,4 55,5